溅射薄膜压力传感器芯体 ver1 胡汉
金属溅射薄膜压力传感器
2016-11-3
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溅射膜压力传感器的目标市场分析
二、工业应用方面
油田用传感器：油田作为重要的目标市场，主要为石油测试系统仪表厂商。
化工：化工行业对压力变送器的技术要求相对较低，因此在此领域的竞争也是非常 激烈。针对化工行业的特点，需要致力于低成本的传感器开发，构建成本优势。 机床等其它：机床、机械等行业。
图2 溅射膜压力传感器原理图
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溅射膜压力传感器的目标市场分析
从目前溅射膜压力传感器的市场来看，存在着一个比较突出的特点那就是使用压 力传感器的军工企业或地方企业单位很多，但大都使用量较小，用量大而且稳定用户 的不多，产品的使用环境恶劣，对产品的品质要求高，而相对用量大一些的是一些精 度低、价格便宜的产品。
衡阳鸿大特钟钢管股份有限公司
金属溅射薄膜压力传感器
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传感器 技术
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目录
• 传感器市场分析 • 压力传感器市场分析 • 溅射膜压力传感器的典型结构 • 溅射膜压力传感器的原理 • 溅射膜压力传感器的目标市场分析 • 溅射膜压力传感器的关键技术
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传感器市场分析
国内传感器每年的市场规模在1300亿左右，并且以每年20%的速度增长。工业 及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品和专用设备是传感器主要应用的 四大领域，其中工业及汽车电子产品领域规模最大，占市场份额的40%左右。按照 国际分类标准看，流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，传感 器市场占有率分别为21%、19%和14%左右。整个压力传感器的市场规模在200多亿。
薄膜压力传感器主要的应用市场主要是军工行业，还有一些应用环境恶劣的工业 应用，例如工程机械用液压传感器，油田，油井用的油压传力传感器的目标市场分析
溅射薄膜式压力传感器可靠性的模糊综合量化评价
Ｒｏ ： ＿ ｌ ●
ｆ
定 量 化 ，最后 根 据最 大隶 属 原 则给 出最 终 的评 价 结论 。
用模 糊 综合 评 价 法来 评价 溅 射薄 膜 式压 力 传感 器 产 品可 靠性 水 平 的具
＿
－
体过 程 是 ：将评 价 目标看 成 是 由多种 因素组 成 的模 糊 集 合 （ 为 因 素集 ） 称 ，
●
● ● ＿ ● ● ●
单 元的溅 射 薄膜式 压 力传 感器 ，基 于层 次分 析法 （ ＡＨＰ） 的模糊 综合 评价
方法 不失 为 评价 其 可靠 性 的一 种适 宜 方法 。
２ 模 糊综 合评 价法 模 糊综 合评 价法 即应 用模 糊 集方 法对 事物 所涉 及 的因 素进行 单 一决 策 ， 然后综 合各 方面 的情况 ，给 出该事 物的 一个 总体决 策 。在 溅射 薄膜 式压 力传 感器产 品可 靠性 的评价 过程 中 ，存 在着大 量 的模糊 现象 ，这些 模糊 对象不 仅 涉及 评价 对 象评 价 因素 ，而 且 评定 水 平也 是模 糊 的 。
价 的 定量 值 。
３ 模 糊综 合评 价方 法 的具体 应用
３
．
１ 建 立可 靠性评 价模 型 ，确定 评价指 标 （ 因素 ）
首 先将 目标分 解 成 具体 的 目标 层和 准 则层 ，然后再 将 准则 层 指标 细 分 成 更小 的因 素层指 标 ，从 而确立 整 个指标 体 系。通过 专家 分析和 用户调 查确 定 ，溅 射薄 膜 式压 力传 感 器产 品 的可 靠性 评价 模 型 见表 ｌ 。
再设 定这 些因 素所能 选取 的评价 等级 ，组成 评语 的模 糊集合 （ 为评判 集 ） 称 ， 分 剐求 出各 单一 因素 对各 个评 价 等级 的 归属程 度 （ 称为 模 糊矩 阵 ） ，最后 根 据 各因素 在评价 目标 中的 权重分 配 ，通 过 计算 （ 为 摸糊矩 阵合 成） 求出评 称
一种薄膜温度传感器的研制与性能试验
一种薄膜温度传感器的研制与性能试验
虎刚;董光能;谢友柏
【期刊名称】《摩擦学学报》
【年(卷),期】1995(15)4
【摘要】以射频溅射法分别溅射沉积的Ａｌ２Ｏ３和ＭｇＯ复合层作为绝缘膜，以真空蒸镀的钛膜作为温度敏感膜和以溅射Ａｌ２Ｏ３膜作为保护膜，研制成功了一种宽度为１５μｍ的薄膜温度传感器．测试结果表明，复合层绝缘膜的绝缘性能明显地比Ａｌ２Ｏ３绝缘膜的好，经过同样的热处理后，前者能够保持其２０ＭΩ以上的电阻基本不变，而后者则由２０ＭΩ以上降低到１ｋΩ以下．在给定的试验条件下，这种传感器对温度及作用时间的信号响应敏感，而且重复性也相当好，可以用于测量工程实际中机械零部件接触润滑摩擦表面的瞬时温升．
【总页数】6页(P355-360)
【关键词】薄膜;温度;传感器;试验;制造
【作者】虎刚;董光能;谢友柏
【作者单位】西安交通大学润滑理论及轴承研究所,华中理工大学机械学院信息研究所
【正文语种】中文
【中图分类】O484;TP212
【相关文献】
1.我国自行研制的第一种“轴改桨”发动机涡桨9的性能,结构,研制和试验 [J], 顾永根;凌天铎
2.一种新型薄膜瞬态温度传感器的研制 [J], 宝剑光;柴葳;郝庆瑞;
3.航天器用薄膜温度传感器的研制及性能研究 [J], 崔云先;高富来;朱熙;苏新明;殷俊伟
4.一种无约束混凝土早龄期变形性能试验装置的研制 [J], 张仁瑜;王景贤;徐教宇;戈兵;黄选明;王淑丽
5.一种滑动轴承试验台的研制与牙轮钻头镶嵌滑动轴承摩擦磨损性能的台架试验[J], 邵天敏
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溅射薄膜压力传感器原理
溅射薄膜压力传感器原理溅射薄膜压力传感器是一种常见的压力测量设备，其原理基于溅射薄膜技术。
本文将详细介绍溅射薄膜压力传感器的工作原理及其应用。
一、溅射薄膜压力传感器的工作原理溅射薄膜压力传感器的核心是一个由金属薄膜组成的薄膜桥。
当外界施加压力或力量时，薄膜会发生微小的变形，进而改变薄膜桥的电阻。
通过测量薄膜桥电阻的变化，可以间接得到外界的压力值。
具体来说，溅射薄膜压力传感器通常由四个薄膜电阻组成的华尔斯通电桥构成，其中两个电阻是感应电阻，另外两个是参考电阻。
感应电阻与薄膜相连，当外界施加压力时，薄膜发生变形，感应电阻的电阻值随之改变。
参考电阻的电阻值是固定的，用于提供一个参考基准。
当薄膜桥中有电阻值发生变化时，电桥会产生一个电压输出信号，通过测量这个信号的变化，可以计算出外界施加的压力值。
二、溅射薄膜压力传感器的应用溅射薄膜压力传感器具有灵敏度高、测量范围广、响应速度快等优点，被广泛应用于各个领域。
下面简要介绍几个常见的应用场景。
1. 工业自动化领域：溅射薄膜压力传感器可用于测量液体或气体的压力，广泛应用于工业自动化设备中。
例如，在液压系统中，通过测量液体的压力，可以实现对液压系统的控制和调节。
2. 汽车工业：溅射薄膜压力传感器在汽车工业中起着重要作用。
它可以被用于测量发动机燃烧室内的压力，以及轮胎与地面之间的接触压力。
这些数据对于汽车性能的监测和安全性能的提升具有重要意义。
3. 医疗设备：医疗设备中的溅射薄膜压力传感器可以用于监测人体的生理参数，如呼吸、血液压力等。
通过实时监测这些参数，可以及时发现异常情况并采取相应的治疗措施。
4. 空气质量监测：溅射薄膜压力传感器可以应用于空气质量监测领域，用于测量大气压力、气象参数等。
通过对大气压力的测量，可以预测气象变化，提前做好相关准备工作。
溅射薄膜压力传感器是一种基于溅射薄膜技术的压力测量设备，其工作原理是通过测量薄膜桥电阻的变化来间接得到外界的压力值。
溅射薄膜压力传感器原理
溅射薄膜压力传感器原理引言：在现代工业生产和科学研究中，压力传感器是一种常见且重要的测量设备。
溅射薄膜压力传感器作为一种常用的压力测量技术，广泛应用于各个领域，如航空航天、汽车工业、医疗器械等。
本文将对溅射薄膜压力传感器的原理进行详细阐述。
一、溅射薄膜压力传感器的基本原理溅射薄膜压力传感器是一种利用溅射技术制备的压力敏感元件来测量压力变化的传感器。
其基本原理是利用溅射技术在传感器的薄膜表面形成一层薄膜材料，当外界施加压力时，薄膜发生形变，从而改变电阻、电容或电感等电学特性，进而将压力转化为电信号输出。
二、溅射薄膜压力传感器的工作原理溅射薄膜压力传感器主要由溅射薄膜、支撑结构和电路部分组成。
当外界施加压力时，溅射薄膜会发生微小的形变，进而改变了薄膜的电学特性。
该电学特性可以通过电路部分的测量，将压力转化为与之对应的电信号输出。
三、溅射薄膜压力传感器的制备过程溅射薄膜压力传感器的制备主要包括溅射薄膜的制备和传感器的组装两个步骤。
在溅射薄膜的制备过程中，首先选择合适的薄膜材料，如金属或氧化物，然后将薄膜材料放置在真空腔中，通过溅射技术将薄膜材料沉积在基底上。
在传感器的组装过程中，将制备好的薄膜与支撑结构和电路部分进行组装，形成完整的压力传感器。
四、溅射薄膜压力传感器的特点1. 高灵敏度：溅射薄膜压力传感器采用了高性能薄膜材料，具有较高的灵敏度，可以精确地测量微小的压力变化。
2. 宽压力范围：溅射薄膜压力传感器可以根据实际需求选择不同的薄膜材料和结构设计，以适应不同的压力范围，从几帕到几千帕不等。
3. 快速响应：溅射薄膜压力传感器具有快速响应的特点，可以实时监测压力变化。
4. 高稳定性：溅射薄膜压力传感器采用了高质量的薄膜材料和稳定的制备工艺，具有较高的稳定性和长寿命。
5. 抗污染性强：溅射薄膜压力传感器的薄膜表面经过特殊处理，具有一定的抗污染性能，可以在恶劣的环境下正常工作。
五、溅射薄膜压力传感器的应用领域溅射薄膜压力传感器广泛应用于航空航天、汽车工业、医疗器械等领域。
溅射膜压力
溅射膜压力
溅射膜压力传感器是一种利用溅射技术制成的压力检测设备。
它的工作原理基于弹性膜片上溅射薄膜的电阻变化来感应压力。
当外部压力作用于膜片上时，膜片会发生形变，从而改变溅射薄膜的电阻值。
通过测量电阻的变化，可以精确地检测到作用在膜片上的压力。
溅射膜压力传感器的特点包括高精度、高稳定性、良好的重复性和线性度，以及能够适应各种恶劣环境（如高温、高压力、腐蚀性介质等）的能力。
这些特性使得溅射膜压力传感器在工业自动化、石油化工、航空航天、汽车制造等领域中得到广泛应用。
溅射膜压力传感器通常包含一个不锈钢或其他耐腐蚀材料的弹性膜片，以及溅射在其上的电阻薄膜。
这些电阻薄膜构成了一个惠斯通电桥，用于测量电阻的变化。
传感器的输出信号与施加的压力成正比，可以通过适当的信号调理和转换电路，将压力信号转换为标准电信号（如4-20mA、0-10V等），以便于进一步的处理和显示。
溅射薄膜压力传感器原理
溅射薄膜压力传感器原理简介溅射薄膜压力传感器是一种常用于测量气体或液体压力的传感器。
它基于溅射技术制备的薄膜结构，通过测量薄膜受到的压力变化来实现压力的检测。
本文将详细介绍溅射薄膜压力传感器的基本原理。
原理溅射薄膜压力传感器的基本原理是利用金属或半导体材料在受到外界压力作用时，其电阻、电容或应变等物理性质发生变化。
通过测量这些变化，可以间接得到外界施加在传感器上的压力大小。
下面将以金属溅射薄膜为例，介绍溅射薄膜压力传感器的原理。
1. 薄膜制备首先，需要制备一层金属溅射薄膜，并将其固定在一个支撑结构上。
通常使用高真空条件下的物理气相沉积（PVD）技术，在金属靶材表面轰击离子，使得金属原子从靶材表面脱落并沉积在支撑结构上，形成薄膜。
2. 薄膜电阻的变化当外界施加压力时，金属溅射薄膜会发生弯曲或拉伸变形。
由于金属的电阻与其长度和截面积有关，因此变形会导致电阻发生变化。
一般来说，当金属薄膜受到压缩时，其电阻增加；当金属薄膜受到拉伸时，其电阻减小。
3. 桥式电路为了测量金属溅射薄膜的电阻变化，通常使用桥式电路进行测量。
桥式电路由四个电阻组成，其中两个为传感器的金属溅射薄膜电阻（称为传感器臂），另外两个为参考电阻（称为参考臂）。
4. 压力传递将外界施加的压力通过某种方式传递给传感器的金属溅射薄膜。
这可以通过将气体或液体引入一个密闭空间，并使其与薄膜接触来实现。
5. 桥路平衡当无压力作用在传感器上时，桥式电路处于平衡状态，即传感器臂和参考臂的电阻相等。
此时，测量电桥的输出为零。
6. 压力变化的测量当外界施加压力时，传感器臂的电阻发生变化，导致桥式电路失去平衡。
通过测量电桥输出的非零信号，可以间接得到外界施加在传感器上的压力大小。
7. 信号放大与处理测量到的非零信号通常很小，需要经过放大和处理才能得到可用的信号。
这可以通过放大器、滤波器和模数转换器等电子元件来实现。
应用溅射薄膜压力传感器广泛应用于各种领域，包括工业控制、汽车制造、医疗设备、航空航天等。
(整理)溅射薄膜压力变送器
溅射薄膜压力传感器溅射薄膜压力芯体溅射薄膜压力芯体利用离子束溅射薄膜技术结合先进的微电子工艺技术制造而成的不锈钢弹性膜片。
离子束溅射在合金材料上，在膜片上制作了组成惠斯登电桥的合金薄膜应变电阻，膜片变形使电阻的几何尺寸和阻值发生改变，电桥输出相应电信号。
薄膜应变电阻与弹性体“融”为一体，组成全金属型敏感元件，无任何粘贴剂和紧固件，可长期在-40～125℃工作温度下稳定工作。
溅射薄膜压力芯体（合金薄膜压力传感器PPM-216A）具有准确度高，工作温度范围宽，温漂小，高稳定，高可靠，抗振动，抗冲击，抗辐射的工作特性。
溅射薄膜压力芯体因使用微束脉冲亚弧焊和激光焊，具有防水、防潮功能，在各种恶劣的环境下能长期稳定的工作。
溅射薄膜压力芯体广泛应用于航空、航天、交通、水利、电力、工程机械、汽车制造、船舶制造、石油化工、冶金制造、医疗设备、食品加工等多种自控和测量行业。
主要技术参数：✓被测介质：气体，液体及蒸气；✓压力类型：表压、绝压、差压可选；✓量程：0～120Mpa间任意可选；✓供电电源：5～15VDC；✓输出：1.2～1.8mv/V；✓综合精度：±0.1%FS、±0.2%FS、±0.5%FS；✓非线性：0.06～0.1%FS；✓迟滞：0.02～0.05%FS；✓重复性：0.03～0.06%FS；✓零点温漂：±0.01%FS/℃；✓灵敏度温漂：±0.02%FS/℃；✓输出阻抗：1.5～3KΩ；✓绝缘电阻：≥1000MΩ/100VDC；✓工作温度：－40～＋85\125\150℃可选；✓过载能力：150%FS；✓电气连接：高温引出线；✓压力连接：M10×1双“O”圈密封或用户指定；✓接液材料：膜片：17-4PH过程连接件1Cr18Ni9Ti；✓相对湿度：0～95%RH；✓✓密封等级：IP65。
溅射式压力传感器采用耐腐蚀不锈钢制作成弹性体钢杯，将压力转换为应变。
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外形结构与安装尺寸（单位：mm） 应变芯体结构图（￠7 mm）
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上图为薄膜应变芯体结构图，其上表面为应变区域，下端为引压孔。
选型指南
代码 名称
GkB
溅射薄膜敏感元件
J
军用
M
民用
代码 桥路（可选）
1
开桥
2
闭桥
代码 补偿（可选）
A
不带 RE
B
带 RE
代码 焊接（可选）
1
X-Mag
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溅射薄膜压力传感器芯体/敏感元件
产品概述 溅射薄膜敏感芯体采用离子束溅射技术将纳米薄膜应变电阻直接与金属弹性体紧密结合在陶瓷绝缘膜上，实现
了金属弹性体和绝缘膜的原子结合，具有耐腐蚀、抗振动、测量范围宽、测量精度高等特点。压力敏感元件通过与 压力接头焊接、敏感电阻引线焊接后，再进行参数补偿、信号调理、壳体封装等即可组装成满足不同压力和外形尺 寸的各种压力传感器。
产品特点
• 采用溅射工艺
• 长期稳定性好
• 激光调阻补偿零点和温度性能
• 输出信号线性化
• 宽量程，体积小型化
• 可实现智能化，数字化
性能指标
技术参数
规格
测量范围
1、2、3、7、10、20、30、40、60、100、150、200MPa
允许过载
200%FS
激励电压
0~15VDC
输入阻抗
2.9~4.3KΩ
压焊
2
锡焊
代码 工作温度（可选）
C
常温（-30℃~80℃）
D
高温（-40℃~125℃）
E
高温（-70℃~280℃）
参考型号 GkBJ30MPa1A1C
Datasheet Ver1 May.2012 For more information，please visit www-sensors-ic-com
输出阻抗
2.8~4.2KΩ
绝缘电阻
≥1000MΩ（1~+280℃
零点温度漂移
≤0.005%F.S/℃
热灵敏度漂移
≤0.005%F.S/℃
零点长期稳定性
≤±0.1%F.S/年
灵敏度（mV/V）及非线性
见附表 1
Datasheet Ver1 May.2012 For more information，please visit www-sensors-ic-com